En una era donde el cambio climático amenaza la seguridad alimentaria, científicos de todo el mundo buscan maneras fiables de mejorar la producción agrícola.
por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara
El clima extremo y los cambios en los patrones estacionales pueden alterar los ciclos agrícolas tradicionales, lo que hace que las tecnologías que regulan el ritmo de crecimiento de las plantas sean invaluables para los agricultores de todo el mundo.
El crecimiento y desarrollo de las plantas dependen de muchos factores, como el medio ambiente, el fotoperiodo y la genética. La floración es un evento importante en el ciclo de vida de una planta, y en muchas especies se requiere un período de exposición al frío (o vernalización) antes de florecer en primavera.
Una vez que comienza la floración, las plantas redirigen los nutrientes de sus hojas a la producción de semillas, lo que reduce el valor nutricional de los cultivos frondosos. Si bien los científicos comprenden muchos aspectos de este proceso, los mecanismos que pueden pausar o revertir de forma natural esta fase de preparación para la floración (desvernalización) permanecen en gran parte inexplorados.
En este contexto, un equipo de investigación dirigido por el profesor adjunto Makoto Shirakawa del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara (NAIST), Japón, ha estado investigando la base molecular de la desvernalización.
Identificaron una nueva clase de pequeñas moléculas llamadas devernalizadores (DVRs), capaces de inducir la desvernalización sin el requisito de tratamiento térmico en el organismo modelo Arabidopsis thaliana.
Sus hallazgos se publicaron en Communications Biology . Este trabajo fue coautorado por Toshiro Ito, del NAIST, y otros.
Los investigadores analizaron más de 16.000 compuestos químicos y descubrieron cinco DVR que reactivaron la expresión del gen FLOWERING LOCUS C, un supresor clave de la floración. Al minimizar modificaciones dinámicas específicas en los genes de la planta, estos DVR podrían retrasar la floración incluso después de la vernalización inducida.
Cabe destacar que tres de estos DVR compartían dos características estructurales críticas (una región similar a la hidantoína y un carbono similar al espiro) que se consideraron esenciales para el efecto desvernalizante.
Además, el equipo identificó un sexto compuesto DVR, denominado DVR06, estructuralmente más simple, pero que conservaba las características clave mencionadas. Los resultados experimentales mostraron que las plantas tratadas con DVR06 presentaron una floración tardía sin efectos secundarios adversos. Un análisis genómico completo reveló que el DVR06 afectaba a un conjunto de genes más específico en comparación con la desvernalización inducida por calor, lo que destaca su potencial para la regulación de la floración.
«Era bien sabido que aplicar tratamientos térmicos a las plantas en el campo es laborioso y costoso. Por eso, me emocioné mucho cuando descubrimos que el DVR06 tenía un efecto más específico que el tratamiento térmico . Fue entonces cuando todo el tiempo invertido en el cribado finalmente dio sus frutos», afirmó Shirakawa.
El descubrimiento del DVR06 y sus mecanismos podría allanar el camino para nuevas tecnologías agrícolas que permitan a los agricultores regular eficazmente la floración. Al retrasarla, los cultivos de hoja verde pueden conservar su calidad nutricional durante más tiempo, aumentando así la producción y reduciendo el desperdicio.
El equipo de investigación busca mejorar la eficacia de los DVR. Como afirma Ito: «Realizaremos más investigaciones para modificar la estructura de los DVR y desarrollar compuestos con mayor actividad y especificidad. Esperamos que los resultados de estos estudios conduzcan al desarrollo de nuevas tecnologías para la producción estable de alimentos en un entorno global fluctuante».
Más información: Nana Otsuka et al., Moléculas pequeñas y tratamientos térmicos revierten la vernalización mediante modificación epigenética en Arabidopsis, Communications Biology (2025). DOI: 10.1038/s42003-025-07553-7
